通常，用于購物或垃圾袋的柔性一次性塑料膜，主要由石油基低密度聚乙烯（LDPE）制成。然而，這些薄膜伴隨著大量的碳足跡并造成環境污染。
德國Fraunhofer應用聚合物研究所的一個團隊開發了一種基于聚乳酸（PLA）生物塑料的柔性可回收塑料薄膜材料，并為其商業化鋪平了道路。2024年6月12日，他們的努力贏得了2024年的Joseph von Fraunhofer Prize獎。他們分別是Ben-jamín Rodríguez博士、Antje Lieske博士、André Gomoll
LDPE不可生物降解，只能以機械方式回收，并會損失一些特性。而PLA是生物基的、可生物降解的，可以通過化學方法回收成新塑料，只需相對較少的能源投入。然而，由于其高脆性，它不適合以其常規形式用于生產柔性一次性包裝，例如購物袋或垃圾袋，這些是一次性塑料廢物的主要來源。此外，PLA只能在連續的大規模工廠中生產才能盈利，迄今為止，這種工廠將較小的公司排除在制造商之外。
“我們將增塑劑（所謂的聚醚）直接與聚合物鏈結合在一起，使材料在長期內更具柔韌性。聚醚是無毒的，可以從市場上買到，也可以從生物基原料中生產。到目前為止，增塑劑一直作為添加劑混入PLA中。然而，隨著時間的推移，增塑劑分子會從材料中遷移出來，使PLA再次變硬。為了防止這種遷移，我們將聚醚固定在聚合物上。為了實現這一目標，我們合成了基于PLA的嵌段共聚物，其中聚醚鏈段兩端與PLA鏈段共價連接。”Ben-jamín Rodríguez博士解釋道。
潛力巨大的可持續柔性塑料
他們研發出一種新型的柔性PLA材料，不含遷移性增塑劑，并且與LDPE不同，至少80%是生物基的。“從長遠來看，我們可能能夠將這一比例提高到幾乎100%。”Gomoll解釋說，“此外，我們的材料可以從市售原材料中，通過簡單的合成過程，經濟高效地生產出來。這一工藝不需要大規模的合成工廠，但可以由中型公司在當地作為一個連續運行的工藝來實施。到目前為止，PLA只能在連續的大規模工廠中生產才能盈利，這些工廠將較小的公司排除在制造商之外。最后，這種新的PLA材料還可以使用傳統的加工設備以類似于LDPE的方式加工成塑料薄膜——并且它可以以比LDPE少得多的能量輸入進行化學回收。”
這些獨特的材料特性促使這家聚合物集團公司將這種材料商業化。2023年，Polymer-Group的子公司SoBiCo GmbH在Pferdsfeld（德國西部）投產了一家生產新型PLA嵌段共聚物的工廠。該公司每年生產2000噸名為Plactid的新型生物塑料。從長遠來看，它將每年生產1萬噸新型柔性PLA材料。
這種新型生物塑料將為提高塑料包裝材料的可持續性做出重要貢獻。除了軟包裝薄膜之外，這種新材料還可能進入全新的應用領域，例如汽車行業、紡織行業和增材制造行業。
